Michał i Natalia przez jakiś czas żyli więc ze sobą bez ślubu. 24 lipca 1910 urodził się ich syn – Jerzy (nazwany tak na cześć Jerzego Aleksandrowicza, starszego, zmarłego brata Michała). Ostatecznie Michał zignorował zakaz cara i 15 października 1912 w Wiedniu poślubił w sekrecie Natalię. W efekcie oboje popadli w niełaskę i zostali wygnani do Wielkiej Brytanii. lewo|mały|Natalia z wielkim księciem Michałem
I wojna światowa Po wybuchu wojny Michał zwrócił się do brata o pozwolenie powrotu do ojczyzny (z żoną i synem) i wstąpienia do rosyjskiej armii. Mianowany rosyjskim generałem poprowadził dywizję złożoną z Czeczenów i Dagestańczyków. Przyznanie mu niskiego jak dla wielkiego księcia stopnia generalskiego było karą za jego nieposłuszeństwo. Michał jednak wsławił się podczas walk i otrzymał najwyższe wojskowe odznaczenie – Krzyż św. Jerzego. W przeciwieństwie do Mikołaja II Michał był bardzo popularnym dowódcą.